A atualização da tubulação de água do Reino Unido tornou mais difícil a detecção de vazamentos

Jul 13, 2023

Pesquisador Principal em Engenharia e Ciências Físicas, Universidade de Southampton

Jen Muggleton recebe financiamento do EPSRC e da UK Water Industry Research.

A Universidade de Southampton oferece financiamento como membro do The Conversation UK.

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O Reino Unido está a perder impressionantes 3 mil milhões de litros de água por dia através de canos com fugas. A questão não se limita apenas ao Reino Unido. Globalmente, quase 90 mil milhões de litros de água são perdidos diariamente, o que representa até metade de toda a água bombeada em todo o mundo.

O impacto ambiental desta perda de água é substancial. O processo de tratamento e bombeamento de água consome entre 2% e 3% do consumo total de energia mundial, pelo que a energia desperdiçada devido à perda de água corresponde a cerca de 1% da pegada de carbono global.

Mas por que vaza tanta água dos canos?

A rede de água do Reino Unido consiste num vasto sistema de tubagens enterradas, abrangendo mais de 300.000 km. Muitos destes canos foram instalados pelos vitorianos – e alguns há mais de 200 anos – e estão agora a deteriorar-se. Esses tubos também estão frequentemente situados em áreas subterrâneas de difícil acesso e lotadas, tornando a manutenção, os reparos e a detecção de vazamentos muito desafiadores.

Nas últimas décadas, as empresas de água introduziram tubos de plástico com a expectativa de reduzir o número de vazamentos. Cerca de um terço da rede é hoje constituída por tubos de plástico. No entanto, esses tubos também estão sujeitos a vazamentos, principalmente nas juntas.

Um dos desafios enfrentados pela indústria da água no Reino Unido é que a detecção de fugas em tubos de plástico se revelou mais difícil do que o previsto. Nos últimos 25 anos, trabalhei em estreita colaboração com a indústria da água do Reino Unido para compreender onde temos errado. Acontece que a forma tradicional de procurar vazamentos em tubos de metal – ouvindo-os – não funciona bem para tubos de plástico.

Vazamentos de água produzem um som audível. No caso de tubos metálicos, estes sons podem viajar centenas de metros – por vezes até quilómetros – ao longo do tubo.

Usamos instrumentos chamados hidrofones para captar esses sinais acústicos. Os hidrofones são essencialmente microfones subaquáticos que colocamos em pontos acessíveis ao longo da rede de tubulações, como hidrantes. Ao analisar o tempo que o ruído do vazamento leva para atingir diferentes locais do hidrofone, é possível estimar o paradeiro do vazamento.

Este método de detecção de vazamentos tem sido amplamente utilizado na indústria da água há muitas décadas e provou ser muito eficaz – isto é, até a introdução generalizada de tubos de plástico.

Quando o mesmo método de detecção de vazamentos foi usado pela primeira vez em tubos de plástico, simplesmente não funcionou. Desde então, passamos anos estudando como o som viaja em canos de água de plástico e agora sabemos que algo bem diferente acontece em comparação com seus equivalentes de metal.

A razão pela qual o som percorre uma distância tão longa em tubos de metal é que a energia acústica permanece em grande parte dentro da água. No entanto, em tubos de plástico, grande parte da energia é transferida para a parede do tubo, onde se dissipa como calor ou irradia para o solo circundante. Como resultado, há menos energia acústica disponível para percorrer o tubo.

Simplificando, o ruído do vazamento não chega tão longe nos tubos de plástico, de modo que o som muitas vezes não chega aos hidrofones colocados ao longo da rede de tubos.

Os investigadores estão actualmente a explorar diferentes formas de explorar o facto de que grande parte da energia sonora proveniente de fugas em tubos de plástico irradia para o solo.

Uma maneira seria medir as vibrações na superfície do solo e usar essas medições para determinar a localização do vazamento. Ao implantar uma série de sensores nas proximidades do tubo, podemos descobrir a direção de onde vem o ruído do vazamento. Medições repetidas feitas em locais diferentes nos permitiriam então diminuir gradualmente a posição do vazamento.